專利名稱：并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路。
背景技術(shù)：
目前，感應(yīng)加熱以其加熱效率高、升溫快、可控性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于熔煉、透熱、淬火等領(lǐng)域，感應(yīng)加熱電源是其關(guān)鍵設(shè)備之一。然而，電源輸出頻率由加工工件的幾何形狀和趨膚深度決定，不同的工件和工藝要求需要電源能在較寬的頻率范圍內(nèi)工作，并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源在較寬的頻率范圍內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難的問(wèn)題。同時(shí)在加熱過(guò)程中，由于溫度等因素的變化，負(fù)載固有諧振頻率隨負(fù)載等效參數(shù)的變化而變化。為了使電源在寬頻帶下能夠正常啟動(dòng)同時(shí)加熱過(guò)程中始終處于諧振或準(zhǔn)諧振狀態(tài)，必須采用頻率自適應(yīng)電路。傳統(tǒng)的CD4046模擬鎖相環(huán)的感應(yīng)加熱電源，具有啟動(dòng)頻率范圍窄、啟動(dòng)成功率低，頻率鎖定之后響應(yīng)慢的缺點(diǎn)。而目前數(shù)字化感應(yīng)加熱電源尚未實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)完全數(shù)字化，接口復(fù)雜，成本較高。專利號(hào)為200610023406. 7的文件中涉及到感應(yīng)加熱電源的起振跟蹤技術(shù)，但該文件中闡述的技術(shù)在啟動(dòng)時(shí)跟蹤器是被動(dòng)的跟蹤啟動(dòng)電壓，當(dāng)負(fù)載諧振頻率發(fā)生較大變化時(shí)(譬如改變工藝)需要專業(yè)人員調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)感應(yīng)加熱電源啟動(dòng)和頻率跟蹤存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，使其無(wú)需人為調(diào)整，能在較寬的負(fù)載頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠啟動(dòng)和跟蹤，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)載適應(yīng)性好、啟動(dòng)可靠的特點(diǎn)。本發(fā)明為完成上述發(fā)明任務(wù)采用如下技術(shù)方案
一種并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路包括掃頻啟動(dòng)電路，頻率跟蹤電路，重疊區(qū)域處理電路和信號(hào)選通電路；電源啟動(dòng)時(shí)，掃頻啟動(dòng)電路輸出頻率連續(xù)變化的用以驅(qū)動(dòng)逆變器的掃頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)信號(hào)選通電路直接驅(qū)動(dòng)逆變器，由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器檢測(cè)逆變器輸出的反饋信號(hào)，當(dāng)反饋信號(hào)幅度達(dá)到預(yù)設(shè)的門(mén)限值時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前頻率已經(jīng)接近負(fù)載諧振頻率，此時(shí)由比較電路生成的自激/它激信號(hào)電平變化，控制系統(tǒng)由掃頻啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換為頻率跟蹤模式，將逆變器輸出頻率鎖定在負(fù)載固有諧振頻率上；重疊區(qū)域處理電路負(fù)責(zé)調(diào)整兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的重疊區(qū)域。最終頻率跟蹤電路實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載諧振頻率的變化，實(shí)現(xiàn)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率對(duì)負(fù)載諧振頻率的自適應(yīng)。所述的掃頻啟動(dòng)電路主要包括邊緣生成電路、電壓比較器IC2A、運(yùn)算放大器IC2C、射極電壓跟隨器IC2B、鎖相環(huán)IC6、電容C17、可變電阻RP5及外圍電路；所述電壓比較器IC2A的輸出與運(yùn)算放大器IC2C相連通；所述運(yùn)算放大器IC2C的輸出與外圍電路中的電阻R16、電容C8和整流管ZDl并聯(lián)構(gòu)成的比例積分器其輸出與射極電壓跟隨器IC2B相連通；所述的射極電壓跟隨器IC2B的輸出與鎖相環(huán)IC6相連通，構(gòu)成掃頻啟動(dòng)電路，將鎖相環(huán)IC6壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號(hào)U-OPEN送入信號(hào)選通電路；由二極管D2、電阻R18、R19、電容C12構(gòu)成的邊緣生成電路將外部輸入信號(hào)0SC_1變換之后將其送入電壓比較器IC2A的正向輸入端，同時(shí)電阻R3、R4構(gòu)成分壓電路將分壓送入電壓比較器IC2A的反向輸入端；電壓比較器IC2A的輸出經(jīng)過(guò)二極管D1、電阻R11、R12構(gòu)成的邊緣生成電路整形后送入運(yùn)算放大器IC2C的反向輸入端，運(yùn)算放大器IC2C的正向輸入端接地；位于運(yùn)算放大器IC2C的輸出端與反向輸入端之間的電阻R16、電容C8和整流管ZDl并聯(lián)構(gòu)成比例積分器；所述比例積分器的輸出接入射極電壓跟隨器IC2B的同相輸入端，射極電壓跟隨器IC2B的輸出端與反相輸入端直連并接入鎖相環(huán)IC6壓控振蕩器的輸入端；壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號(hào)U-0PEN，并將掃頻信號(hào)U-OPEN送入信號(hào)選通電路；鎖相環(huán)IC6、電容C17和滑動(dòng)變阻器RP5構(gòu)成開(kāi)環(huán)振蕩器。所述的頻率跟蹤電路主要包括鎖相環(huán)IC1、阻容網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器IC3及放大器反饋網(wǎng)絡(luò)；所述鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸入端輸入來(lái)自重疊區(qū)域處理電路和信號(hào)選通電路04的信號(hào)I-SF和U-SF，鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸出通過(guò)電阻R5、R7、R8、RlO和電容C3所構(gòu)成的阻容網(wǎng)絡(luò)送入運(yùn)算放大器IC3的反向輸入端；運(yùn)算放大器IC3的輸出反饋至回鎖相環(huán)ICl的壓控振蕩器的輸入端，形成閉環(huán)反饋，實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤功能，將鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸出信號(hào)VCOUT送入重疊區(qū)域處理電路；運(yùn)算放大器IC3的同相輸入端接入門(mén)限電平，其大小由電阻R9和滑動(dòng)變阻器RPl分壓得到，電阻R13、電容C7作為運(yùn)算放大器IC3的反饋接在運(yùn)算放大器IC3的反向輸入端和輸出端之間；運(yùn)算放大器IC3的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)由R15和C9構(gòu)成的濾波器，反饋回鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸入端；所述鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸出信號(hào)VCOUT送入重疊區(qū)域處理電路；鎖相環(huán)ICl與電容Cl、電阻Rl構(gòu)成鎖相環(huán)路，鎖定逆變器輸出頻率在負(fù)載固有頻率上。所述的重疊區(qū)域處理電路主要包括分頻器和振蕩器；所述的分頻器由分頻器IC4A、分頻器IC4B級(jí)聯(lián)組成；所述的振蕩器由滑動(dòng)變阻器RP2、電容ClO和IC5A構(gòu)成；分頻器IC4A所輸出的高電平一方面送入振蕩器IC5A的輸入端，另一方面送入分頻器IC4B，振蕩器所輸出的信號(hào)Dl 11、分頻器IC4B的輸出信號(hào)Q111、Q222分別經(jīng)過(guò)R21、R22、D3構(gòu)成的邊緣生成電路和R20、R23、D4構(gòu)成的邊緣生成電路將信號(hào)輸入施密特觸發(fā)器IC7A、IC7B、IC7C、IC7D進(jìn)行波形整定；施密特觸發(fā)器IC7A-D將所接收的信號(hào)處理之后將脈沖信號(hào)Signal 1、Signal2送到信號(hào)選通電路；同時(shí)分頻器IC4B的輸出信號(hào)Qlll、Q222經(jīng)過(guò)R20、R23、D4構(gòu)成的邊緣生成電路和IC7B后輸出用以選通頻率跟蹤電路的選通信號(hào)I-SF。所述的信號(hào)選通電路主要包括邊數(shù)據(jù)選擇器、比較器IC2D和驅(qū)動(dòng)電路IC12B、IC13;反饋信號(hào)MFV_FB經(jīng)過(guò)由電阻R17、電容Cll構(gòu)成的濾波器，接入比較器IC2D的正相輸入端，同時(shí)電阻R24、滑動(dòng)變阻器RP3構(gòu)成分壓電路將分壓送入比較器IC2D的反向輸入端；比較器IC2D的輸出經(jīng)過(guò)處理生成自激/它激信號(hào)ZJ-TJ作為數(shù)據(jù)選擇器的選擇端，用于選擇鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸入信號(hào)是來(lái)自反饋信號(hào)MFV_FB還是掃頻信號(hào)U-OPEN ；輸入信號(hào)0SC_1經(jīng)過(guò)二極管D5、電阻R25、R26整形之后送入數(shù)據(jù)選擇器的選擇端，用于選擇+15V電平或者來(lái)自重疊區(qū)域處理電路的脈沖信號(hào)Signall、Signa12 ；只有0SC_1穩(wěn)定在高電平時(shí)，之前生成的逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)才會(huì)被選通，兩路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片IC12B和IC13A，輸出適合驅(qū)動(dòng)逆變器的信號(hào)；否則，數(shù)據(jù)選擇器輸出+15V電平，該電平無(wú)法驅(qū)動(dòng)逆變器，逆變器不工作。同時(shí)數(shù)據(jù)選擇器的Z項(xiàng)輸出用以選通頻率跟蹤電路的選通信號(hào)U-SF。本發(fā)明提出的一種并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，針對(duì)并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源啟動(dòng)瞬間由于輸出電壓尚未建立導(dǎo)致的啟動(dòng)問(wèn)題，采用掃頻啟動(dòng)的方式，并利用反饋電壓的強(qiáng)弱來(lái)判斷是否能進(jìn)行后續(xù)的頻率跟蹤；由于掃頻過(guò)程很短但頻帶很寬，對(duì)于不同頻率要求的負(fù)載，無(wú)論是輕載還是重載，本發(fā)明無(wú)需人工調(diào)整就能可靠啟動(dòng)，成功率達(dá)到100%。同時(shí)，啟動(dòng)之后切換到頻率跟蹤模式，通過(guò)移相調(diào)節(jié)、死區(qū)處理、相位鎖定，使逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)能實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載的變化，保證感應(yīng)加熱電源始終處于諧振或準(zhǔn)諧振狀態(tài)，提高有功功率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)載適應(yīng)性好、啟動(dòng)可靠的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的電路框圖。圖2為本發(fā)明中掃頻啟動(dòng)電路的電路原理圖。圖3為本發(fā)明中頻率跟蹤電路的電路原理圖。圖4為本發(fā)明中重疊區(qū)域處理電路的電路原理圖。圖5為本發(fā)明中信號(hào)選通電路的電路原理圖。圖6為本發(fā)明的逆變器輸出波形。圖7為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)重疊時(shí)間波形。圖中1、掃頻啟動(dòng)電路，2、頻率跟蹤電路，3、重疊區(qū)域處理電路，4、信號(hào)選通電路。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明；
如圖1所示，一種并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路包括掃頻啟動(dòng)電路1，頻率跟蹤電路2，重疊區(qū)域處理電路3和信號(hào)選通電路4 ；電源啟動(dòng)時(shí)，掃頻啟動(dòng)電路1輸出頻率連續(xù)變化的用以驅(qū)動(dòng)逆變器的掃頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)信號(hào)選通電路4直接驅(qū)動(dòng)逆變器，由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器檢測(cè)逆變器輸出的反饋信號(hào)，當(dāng)反饋信號(hào)幅度達(dá)到預(yù)設(shè)的門(mén)限值時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前頻率已經(jīng)接近負(fù)載諧振頻率，此時(shí)由比較電路生成的自激/它激信號(hào)電平變化，控制系統(tǒng)由掃頻啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換為頻率跟蹤模式，將逆變器輸出頻率鎖定在負(fù)載固有諧振頻率上；重疊區(qū)域處理電路3負(fù)責(zé)調(diào)整兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的重疊區(qū)域。最終頻率跟蹤電路2實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載諧振頻率的變化，實(shí)現(xiàn)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率對(duì)負(fù)載諧振頻率的自適應(yīng)。如圖2所示，所述的掃頻啟動(dòng)電路1主要包括邊緣生成電路、電壓比較器IC2A、運(yùn)算放大器IC2C、射極電壓跟隨器IC2B、鎖相環(huán)IC6及電容C17、可變電阻RP5 ；由二極管D2、電阻R18、R19、電容C12構(gòu)成的邊緣生成電路將外部輸入信號(hào)0SC_1變換之后將其送入電壓比較器IC2A的正向輸入端，同時(shí)電阻R3、R4構(gòu)成分壓電路將分壓送入電壓比較器IC2A的反向輸入端；電壓比較器IC2A的輸出經(jīng)過(guò)二極管D1、電阻Rll、R12構(gòu)成的邊緣生成電路整形后送入運(yùn)算放大器IC2C的反向輸入端，運(yùn)算放大器IC2C的正向輸入端接地；位于運(yùn)算放大器IC2C的輸出端與反向輸入端之間的電阻R16、電容C8和整流管ZDl并聯(lián)構(gòu)成比例積分器；所述的比例積分器將直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的斜坡信號(hào)接入射極跟隨器IC2B的同相輸入端，射極跟隨器IC2B的輸出端與反相輸入端直連并接入鎖相環(huán)IC6壓控振蕩器的輸入端；壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號(hào)U-0PEN，并將掃頻信號(hào)U-OPEN送入信號(hào)選通電路；鎖相環(huán)IC6、電容C17和滑動(dòng)變阻器RP5構(gòu)成開(kāi)環(huán)振蕩器，鎖相環(huán)IC6處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)，輸出頻率直接受壓控振蕩器輸入端電壓控制，因此此時(shí)輸出連續(xù)變化的掃頻信號(hào)；所述的鎖相環(huán)IC6采用現(xiàn)有技術(shù)中的模擬鎖相環(huán)路CD4046。如圖3所示，所述的頻率跟蹤電路2主要包括鎖相環(huán)IC1、阻容網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器IC3及放大器反饋電路；所述鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸入端輸入來(lái)自重疊區(qū)域處理電路和信號(hào)選通電路04的信號(hào)I-SF和U-SF，鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸出端經(jīng)過(guò)電阻R5、R7、R8、RlO和電容C3所構(gòu)成的阻容網(wǎng)絡(luò)接到運(yùn)算放大器IC3的反向輸入端，運(yùn)算放大器IC3的同相輸入端接入電阻R9和滑動(dòng)變阻器RPl的所構(gòu)成的分壓電路，電阻R13、電容C7作為運(yùn)算放大器IC3的反饋接在運(yùn)算放大器IC3的反向輸入端和輸出端之間；運(yùn)算放大器IC3的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)由R15和C9構(gòu)成的濾波器，反饋回鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸入端，調(diào)節(jié)RPl可以微調(diào)輸出頻率，從而改變逆變器工作狀態(tài)；所述鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸出頻率跟蹤信號(hào)VCOUT送入重疊區(qū)域處理電路；鎖相環(huán)ICl與電容Cl、電阻Rl構(gòu)成鎖相環(huán)路，所述的鎖相環(huán)采用現(xiàn)有技術(shù)中的模擬鎖相環(huán)路CD4046，鎖定逆變器輸出頻率在負(fù)載固有頻率上；感應(yīng)加熱電源工作期間始終處于諧振或準(zhǔn)諧振狀態(tài)，逆變器輸出波形如圖6所示。如圖4所示，所述的重疊區(qū)域處理電路3接收來(lái)自頻率跟蹤電路02的頻率跟蹤信號(hào)，增加重疊時(shí)間后將兩路逆變驅(qū)動(dòng)信號(hào)送到信號(hào)選通電路；重疊區(qū)域處理電路主要包括分頻器、振蕩器和邏輯電路；所述的分頻器采用現(xiàn)有技術(shù)中的分頻器CD4013，所述的分頻器由分頻器IC4A、分頻器IC4B級(jí)聯(lián)組成；所述的振蕩器采用現(xiàn)有技術(shù)中的振蕩器⑶4098，由滑動(dòng)變阻器RP2、電容ClO和IC5A構(gòu)成；分頻器IC4A所輸出的高電平一方面送入振蕩器中IC5A的輸入端，另一方面送入分頻器IC4B，振蕩器所輸出的信號(hào)Dili、分頻器IC4B的輸出信號(hào)Qlll、Q222分別經(jīng)過(guò)R21、R22、D3構(gòu)成的邊緣生成電路和R20、R23、D4構(gòu)成的邊緣生成電路將信號(hào)輸入施密特觸發(fā)器IC7A、IC7B、IC7C、IC7D進(jìn)行波形整定；施密特觸發(fā)器IC7A-D將所接收的信號(hào)處理之后生成脈沖信號(hào)Signall、Signa12送到信號(hào)選通電路；同時(shí)分頻器IC4B的輸出信號(hào)Q111、Q222經(jīng)過(guò)R20、R23、D4構(gòu)成的邊緣生成電路和IC7B后輸出用以選通頻率跟蹤電路的選通信號(hào)I-SF振蕩器所輸出的信號(hào)Dlll為驅(qū)動(dòng)重疊區(qū)域信號(hào)的寬度，可以通過(guò)微調(diào)RP2改變重疊區(qū)域?qū)挾?，?qū)動(dòng)重疊信號(hào)的波形如圖7所示。如圖5所示，所述的信號(hào)選通電路4使用接收的逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)逆變器，同時(shí)決定自激/它激的切換時(shí)機(jī)，主要包括邊緣生成電路、數(shù)據(jù)選擇器、比較器IC2D和驅(qū)動(dòng)電路IC12B、IC13 ；反饋信號(hào)MFV_FB經(jīng)過(guò)由電阻R17、電容Cll構(gòu)成的濾波器，接入比較器IC2D的正相輸入端，同時(shí)電阻R24、滑動(dòng)變阻器RP3構(gòu)成分壓電路將分壓送入比較器IC2D的反向輸入端；比較器IC2D的輸出經(jīng)過(guò)處理生成自激/它激信號(hào)ZJ-TJ作為數(shù)據(jù)選擇器的選擇端，控制系統(tǒng)由掃頻啟動(dòng)自行轉(zhuǎn)換為頻率跟蹤狀態(tài)；用于選擇鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸入信號(hào)是來(lái)自反饋信號(hào)MFV_FB還是掃頻信號(hào)U-OPEN ；輸入信號(hào)0SC_1經(jīng)過(guò)二極管D5、電阻R25、R26整形之后送入數(shù)據(jù)選擇器的選擇端，用于選擇高平+15V或者來(lái)自重疊區(qū)域處理電路的脈沖信號(hào)Signall、Signa12 ；只有0SC_1穩(wěn)定在高電平時(shí)，之前生成的逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)才會(huì)被選通，輸出用于驅(qū)動(dòng)逆變器的信號(hào)；否則，數(shù)據(jù)選擇器輸出+15V電平，該信號(hào)無(wú)法驅(qū)動(dòng)逆變器，逆變器不工作；同時(shí)數(shù)據(jù)選擇器的輸出用以選通頻率跟蹤電路的選通信號(hào)U-SF ；所述的數(shù)據(jù)選擇器為現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)據(jù)選擇器⑶4053。
權(quán)利要求
1.一種并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，其特征在于所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路包括掃頻啟動(dòng)電路(1)，頻率跟蹤電路(2)，重疊區(qū)域處理電路(3)和信號(hào)選通電路(4);電源啟動(dòng)時(shí)，掃頻啟動(dòng)電路(1)輸出頻率連續(xù)變化的用以驅(qū)動(dòng)逆變器的掃頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)信號(hào)選通電路(4)直接驅(qū)動(dòng)逆變器，由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器檢測(cè)逆變器輸出的反饋信號(hào)，當(dāng)反饋信號(hào)幅度達(dá)到預(yù)設(shè)的門(mén)限值時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前頻率已經(jīng)接近負(fù)載諧振頻率，此時(shí)由比較電路生成的自激/它激信號(hào)電平變化，控制系統(tǒng)由掃頻啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換為頻率跟蹤模式，將逆變器輸出頻率鎖定在負(fù)載固有諧振頻率上；重疊區(qū)域處理電路(3)負(fù)責(zé)調(diào)整兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的重疊區(qū)域；最終頻率跟蹤電路(2)實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載諧振頻率的變化，實(shí)現(xiàn)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率對(duì)負(fù)載諧振頻率的自適應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，其特征在于所述的掃頻啟動(dòng)電路主要包括邊緣生成電路、電壓比較器IC2A、運(yùn)算放大器IC2C、射極電壓跟隨器IC2B、鎖相環(huán)IC6、電容C17、可變電阻RP5及外圍電路；所述電壓比較器IC2A的輸出與運(yùn)算放大器IC2C相連通；所述運(yùn)算放大器IC2C的輸出與外圍電路中的電阻R16、電容C8和整流管ZDl并聯(lián)構(gòu)成的比例積分器其輸出與射極電壓跟隨器IC2B相連通；所述的射極電壓跟隨器IC2B的輸出與鎖相環(huán)IC6相連通，構(gòu)成掃頻啟動(dòng)電路，將鎖相環(huán)IC6壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號(hào)U-OPEN送入信號(hào)選通電路；由二極管D2、電阻R18、R19、電容C12構(gòu)成的邊緣生成電路將外部輸入信號(hào)0SC_1變換之后將其送入電壓比較器IC2A的正向輸入端，同時(shí)電阻R3、R4構(gòu)成分壓電路將分壓送入電壓比較器IC2A的反向輸入端；電壓比較器IC2A的輸出經(jīng)過(guò)二極管D1、電阻R11、R12構(gòu)成的邊緣生成電路整形后送入運(yùn)算放大器IC2C的反向輸入端，運(yùn)算放大器IC2C的正向輸入端接地；位于運(yùn)算放大器IC2C的輸出端與反向輸入端之間的電阻R16、電容C8和整流管ZDl并聯(lián)構(gòu)成比例積分器；所述比例積分器的輸出接入射極電壓跟隨器IC2B的同相輸入端，射極電壓跟隨器IC2B的輸出端與反相輸入端直連并接入鎖相環(huán)IC6壓控振蕩器的輸入端；壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號(hào)U-0PEN，并將掃頻信號(hào)U-OPEN送入信號(hào)選通電路；鎖相環(huán)IC6、電容C17和滑動(dòng)變阻器RP5構(gòu)成開(kāi)環(huán)振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，其特征在于所述的頻率跟蹤電路主要包括鎖相環(huán)IC1、阻容網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器IC3及放大器反饋網(wǎng)絡(luò)；所述鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸入端輸入來(lái)自重疊區(qū)域處理電路和信號(hào)選通電路04的信號(hào)I-SF和U-SF，鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸出通過(guò)電阻R5、R7、R8、R10和電容C3所構(gòu)成的阻容網(wǎng)絡(luò)送入運(yùn)算放大器IC3的反向輸入端；運(yùn)算放大器IC3的輸出反饋至回鎖相環(huán)ICl的壓控振蕩器的輸入端，形成閉環(huán)反饋，實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤功能，將鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸出信號(hào)VCOUT送入重疊區(qū)域處理電路；運(yùn)算放大器IC3的同相輸入端接入門(mén)限電平，其大小由電阻R9和滑動(dòng)變阻器RPl分壓得到，電阻R13、電容C7作為運(yùn)算放大器IC3的反饋接在運(yùn)算放大器IC3的反向輸入端和輸出端之間；運(yùn)算放大器IC3的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)由R15和C9構(gòu)成的濾波器，反饋回鎖相環(huán)ICI壓控振蕩器的輸入端；所述鎖相環(huán)ICl壓控振蕩器的輸出信號(hào)VCOUT送入重疊區(qū)域處理電路；鎖相環(huán)ICl與電容Cl、電阻Rl構(gòu)成鎖相環(huán)路，鎖定逆變器輸出頻率在負(fù)載固有頻率上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，其特征在于所述的重疊區(qū)域處理電路主要包括分頻器和振蕩器；所述的分頻器由分頻器IC4A、分頻器IC4B級(jí)聯(lián)組成；所述的振蕩器由滑動(dòng)變阻器RP2、電容ClO和IC5A構(gòu)成；分頻器IC4A所輸出的高電平一方面送入振蕩器IC5A的輸入端，另一方面送入分頻器IC4B，振蕩器所輸出的信號(hào)Dili、分頻器IC4B的輸出信號(hào)Qlll、Q222分別經(jīng)過(guò)R21、R22、D3構(gòu)成的邊緣生成電路和R20、R23、D4構(gòu)成的邊緣生成電路將信號(hào)輸入施密特觸發(fā)器IC7A、IC7B、IC7C、IC7D進(jìn)行波形整定；施密特觸發(fā)器IC7A-D將所接收的信號(hào)處理之后將脈沖信號(hào)Signall、Signa12送到信號(hào)選通電路；同時(shí)分頻器IC4B的輸出信號(hào)Q111、Q222經(jīng)過(guò)R20、R23、D4構(gòu)成的邊緣生成電路和IC7B后輸出用以選通頻率跟蹤電路的選通信號(hào)I-SF。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路，其特征在于所述的信號(hào)選通電路主要包括邊數(shù)據(jù)選擇器、比較器IC2D和驅(qū)動(dòng)電路IC12B、IC13A ；反饋信號(hào)MFV_FB經(jīng)過(guò)由電阻R17、電容Cll構(gòu)成的濾波器，接入比較器IC2D的正相輸入端，同時(shí)電阻R24、滑動(dòng)變阻器RP3構(gòu)成分壓電路將分壓送入比較器IC2D的反向輸入端；比較器IC2D的輸出經(jīng)過(guò)處理生成自激/它激信號(hào)ZJ-TJ作為數(shù)據(jù)選擇器的選擇端，用于選擇鎖相環(huán)ICl鑒相器的輸入信號(hào)是來(lái)自反饋信號(hào)MFV_FB還是掃頻信號(hào)U-OPEN ；輸入信號(hào)0SC_1經(jīng)過(guò)二極管D5、電阻R25、M6整形之后送入數(shù)據(jù)選擇器的選擇端，用于選擇+15V電平或者來(lái)自重疊區(qū)域處理電路的脈沖信號(hào)Signall、Signa12 ；只有0SC_1穩(wěn)定在高電平時(shí)，之前生成的逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)才會(huì)被選通，兩路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片IC12B和IC13A，輸出適合驅(qū)動(dòng)逆變器的信號(hào)；否則，數(shù)據(jù)選擇器輸出+15V電平，該信號(hào)無(wú)法驅(qū)動(dòng)逆變器，逆變器不工作；同時(shí)數(shù)據(jù)選擇器的輸出用以選通頻率跟蹤電路的選通信號(hào)U-SF。
全文摘要
本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源頻率自適應(yīng)電路包括掃頻啟動(dòng)電路(1)，頻率跟蹤電路(2)，重疊區(qū)域處理電路(3)和信號(hào)選通電路(4)；掃頻啟動(dòng)電路(1)輸出頻率連續(xù)變化的掃頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)信號(hào)選通電路驅(qū)動(dòng)逆變器，并檢測(cè)逆變器輸出的反饋信號(hào)，當(dāng)反饋信號(hào)幅度達(dá)到門(mén)限值時(shí)，系統(tǒng)由掃頻啟動(dòng)轉(zhuǎn)為頻率跟蹤，由頻率跟蹤電路實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載諧振頻率的變化；重疊區(qū)域處理電路調(diào)整兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的重疊區(qū)域。本發(fā)明無(wú)需人為調(diào)整，能在較寬的負(fù)載頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠啟動(dòng)和跟蹤，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)載適應(yīng)性好、啟動(dòng)可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B6/06GK102573157SQ20121001529
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者布挺, 張剛, 徐超, 李紅昌, 武超, 葛運(yùn)旺, 趙旭東 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)升華感應(yīng)加熱有限公司